CN115617444A - 融合多桌面架构的系统启动方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

融合多桌面架构的系统启动方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种融合多桌面架构的系统启动方法、装置、设备及存储介质，其中方法包括：启动临时根文件系统，通过所述临时根文件系统启动桌面服务；利用所述桌面服务获取用户对第一桌面架构和第二桌面架构的选择；在获取到所述第一桌面架构被选择时，通过所述临时根文件系统执行虚拟系统镜像的启动；在获取到所述第二桌面架构被选择时，从所述临时根文件系统切换至正式根文件系统，通过所述正式根文件系统启动主机系统，并通过主机系统中的模拟处理器执行虚拟系统镜像的启动。本发明可以解决融合多桌面架构后内存文件系统庞大的问题。

Description

融合多桌面架构的系统启动方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及多桌面融合技术领域，更具体地，涉及一种融合多桌面架构的系统启动方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
当前云桌面市场存在IDV(Intelligent Desktop Virtualization，智能桌面虚拟化)、VOI(Virtual OS Infrastructure，虚拟系统架构)、TCI(Transparent ClientInfrastructure，透明终端架构)等多种桌面架构。
IDV采用“集中存储、分布运算”的架构，系统镜像统一存放到服务器端，配置文件下发到客户端硬盘上。每台客户端启动主机系统之后，再启动虚拟机系统，然后由虚拟机系统承载整个桌面环境的运行。
VOI也采用“集中存储、分布运算”的构架，与IDV不同之处在于其不采用虚拟化方式，而采用类似无盘工作站的方式启动客户端系统。系统镜像、驱动以及其他配置文件统一存放到服务器端，客户端启动后通过网络重定向从服务器端获取操作系统的启动数据，然后在运行的过程中再逐步获取所需的操作系统数据。
TCI架构是Intel推出的类似于VOI架构的方案，可以看作是同属于VOI架构。
目前有可以融合多种桌面架构的技术方案，需要将IDV、VOI等多架构环境打包集成到ramdisk的文件系统，ramdisk类似一个启动光盘或启动磁盘。设备开机后，bootloader(设备上电后执行的第一个程序)引导设备从该ramdisk启动，将ramdisk中的文件系统全部加载进内存，继而引导进入IDV、VOI等桌面架构。将多架构环境打包集成到类似启动光盘或启动磁盘的文件系统，会导致该文件系统比较庞大，复杂度也比较高。而且，因为这种方式会将IDV架构的Qemu运行环境也集成进去，内存文件系统需要定制的地方比较多，需要去掉比较多的包与依赖，同时也需要引入比较多的桌面架构的包与依赖。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种融合多桌面架构的系统启动方法、装置、设备及存储介质，用于解决融合多桌面架构后内存文件系统庞大的问题。
第一方面，本发明提供一种融合多桌面架构的系统启动方法，包括：
启动临时根文件系统，通过所述临时根文件系统启动桌面服务；
利用所述桌面服务获取用户对第一桌面架构和第二桌面架构的选择；
在获取到所述第一桌面架构被选择时，通过所述临时根文件系统执行虚拟系统镜像的启动；
在获取到所述第二桌面架构被选择时，从所述临时根文件系统切换至正式根文件系统，通过所述正式根文件系统启动主机系统，并通过主机系统中的模拟处理器执行虚拟系统镜像的启动。
进一步地，在通过所述临时根文件系统执行虚拟系统镜像的启动之前，还包括：
通过所述桌面服务远程获取虚拟系统镜像，并在获取到所述虚拟系统镜像后，关闭所述桌面服务。
进一步地，通过所述临时根文件系统执行虚拟系统镜像的启动，包括：
通过所述临时根文件系统的systemd程序并利用kexec工具执行所述虚拟系统镜像的启动。
进一步地，在从所述临时根文件系统切换至正式根文件系统之前，还包括：
关闭所述桌面服务。
进一步地，从所述临时根文件系统切换至正式根文件系统，包括：
判断是否有依赖服务正在运行；
若否，则从所述临时根文件系统切换至正式根文件系统。
进一步地，通过主机系统中的模拟处理器执行虚拟系统镜像的启动，包括：
运行所述正式根文件系统的systemd程序，以启动主机系统中的模拟处理器；
通过所述模拟处理器执行虚拟系统镜像的启动。
进一步地，通过所述临时根文件系统启动桌面服务，包括：
运行所述临时根文件系统的systemd程序，以启动dracut服务；
通过所述dracut服务挂载内存文件系统、处理设备事件和管理初始化服务；
在所述内存文件系统和所述设备处于就绪状态后，通过所述systemd程序启动桌面服务。
第二方面，本发明提供一种融合多桌面架构的系统启动装置，包括：
桌面服务启动模块，用于在临时根文件系统启动后，通过所述临时根文件系统启动桌面服务；
获取架构选择模块，用于利用所述桌面服务获取用户对第一桌面架构和第二桌面架构的选择；
第一启动模块，用于在获取到所述第一桌面架构被选择时，通过所述临时根文件系统执行虚拟系统镜像的启动；
第二启动模块，用于在获取到所述第二桌面架构被选择时，从所述临时根文件系统切换至正式根文件系统，通过所述正式根文件系统启动主机系统，并通过主机系统中的模拟处理器执行虚拟系统镜像的启动。
第三方面，本发明提供一种计算机设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：利用临时根文件系统这一轻量级的内存文件系统进行多桌面架构融合，可以减轻修改内存文件系统的工作量，并且使得修改后的内存文件系统不会很庞大。
附图说明
图1为本发明实施例1的一种融合多桌面架构的系统启动方法流程图。
图2为本发明实施例2的一种融合多桌面架构的系统启动方法流程图。
图3为本发明实施例3的一种融合多桌面架构的系统启动装置组成框图。
具体实施方式
不同的桌面架构有不同的优缺点，将多种不同桌面架构进行融合，可以让用户根据当前需求或者当前使用场景，选择合适的一种桌面架构。而现有对不同桌面架构的融合方案，是基于通用的linux根文件系统(rootfs文件系统)，将多种桌面架构的运行环境集成到rootfs文件系统上，再将给rootfs文件系统制作成一个ramdisk(类似一个启动光盘或启动磁盘)在设备开机时运行到内存中。如现有对TCI和IDV的融合方案，ramdisk需要至少包括三部分：
(1)rootfs文件系统；
(2)TCI的运行环境、二进制程序、服务等；
(3)模拟处理器、虚拟机运行环境、用于启动IDV的虚拟机。
如此所制作的ramdisk会比较庞大，即使对rootfs文件系统进行进制裁剪，也会增加方案的复杂度。本发明实施例提供一种融合多桌面架构的系统启动方法、装置、设备及存储介质，可以基于linux的临时根文件系统(initramfs文件系统)进行不同桌面架构融合，实现轻量级的文件系统。
Linux内核加载根文件系统执行/sbin/init程序前，需要找到根设备位置，如果根设备需要驱动的支持，内核有可能无能为力，因此会通过提供一个过渡的临时根文件系统，使得内核的设计更灵活简单，这个临时根文件系统将加载正式根文件系统需要的设备驱动、工具以及初始化程序等先加载到内存运行，相对于正式根文件系统而言较为轻量。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。本发明实施例中的附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1
如图1所示，图1为实施例1的一种融合多桌面架构的系统启动方法流程图。本实施例所提供的融合多桌面架构的系统启动方法，包括：
S101.启动临时根文件系统，通过临时根文件系统启动桌面服务。
在临时根文件系统启动后、还未过渡到正式根文件系统时，让临时根文件系统启动可以与用户实现交互、获取用户对桌面架构选择的桌面服务。由于临时根文件系统相对于正式根文件系统而言是较轻量级的，所以通过临时根文件系统启动桌面服务，可以减少对文件系统的定制工作量，也可以降低修改后文件系统的复杂度。其中，临时根文件系统具体可以是intramfs文件系统。
具体地，可以通过临时根文件系统的systemd程序启动桌面服务。内核启动后的第一个运行程序是intramfs文件系统中的init程序，也即systemd程序，通过该systemd程序启动桌面服务。systemd程序是很多linux发行版本的系统级程序，比如CentOS等。
S102.利用桌面服务获取用户对第一桌面架构和第二桌面架构的选择。
启动后的桌面服务需要获取用户对不同桌面架构的选择，以便后续根据用户的选择进行不同的系统启动步骤。桌面服务可以显示图形化用户界面，用户可以通过桌面服务所提供的图形化用户界面，选择所需要的桌面架构。具体实施过程中，桌面服务可以支持多种图形化用户界面库，比如LVGL、QT webengine、以及Electron等。
桌面服务获取用户在图形化用户界面上对第一桌面架构和第二桌面架构的选择。
第一桌面架构是客户端无需虚拟机，系统镜像、驱动以及其他配置文件存放到服务器端，服务器端向客户端传送系统数据的桌面架构，如VOI、TCI等。
第二桌面架构是客户端需要虚拟机，系统镜像存放到服务器端，配置文件存放到客户端，服务器端向客户端传送系统镜像的桌面架构，如IDV。
优选地，可以利用桌面服务所提供的图像化用户界面添加状态提醒功能。在利用桌面服务提供图形化用户界面之后，还可以在图形化用户界面上显示系统状态和/或设备状态，以便用户在进行桌面架构的选择时，了解当前的系统状态和/或设备状态，从而辅助对桌面架构的优选。
S103.在获取到第一桌面架构被选择时，通过临时根文件系统执行虚拟系统镜像的启动。
由于第一桌面架构的客户端无需虚拟机，临时根文件系统不用再过渡到正式根文件系统，而是通过临时根文件系统直接跳转到新的虚拟系统镜像启动。
临时根文件系统可以利用kexec工具执行虚拟系统镜像的启动。kexec是一个可以重新启动到一个新内核的快速重新引导功能部件，省去了linux系统在BIOS/UEFI启动阶段中的机器自检过程等，让虚拟系统镜像的跳转启动更加快速。
具体地，当获取到用户选择了第一桌面架构时，可以由临时根文件系统的systemd程序利用kexec工具执行虚拟系统镜像的启动。
在通过临时根文件系统执行虚拟系统镜像的启动之前，可以通过桌面服务远程获取虚拟系统镜像，并在获取到虚拟系统镜像后，关闭桌面服务。
虚拟系统镜像可以通过桌面服务从服务器端远程获取，在获取到虚拟系统镜像后，桌面服务即可退出。
S104.在获取到第二桌面架构被选择时，从临时根文件系统切换至正式根文件系统，通过正式根文件系统启动主机系统，并通过主机系统中的模拟处理器执行虚拟系统镜像的启动。
由于第二桌面架构的客户端需要虚拟机，所以临时根文件系统要过渡到正式根文件系统，由正式根文件系统继续启动主机系统，通过主机系统中的模拟处理器启动虚拟系统镜像的启动。其中，正式根文件系统具体可以是rootfs文件系统，模拟处理器具体可以是Qemu等。
从临时根文件系统切换至正式根文件系统之前，还可以先判断是否有依赖服务正在运行，若判断没有依赖服务正在运行，再从临时根文件系统切换至正式根文件系统。
具体地，当获取到用户选择了第二桌面架构时，桌面服务即可退出，然后判断是否有依赖服务没有运行完成，若否，则临时根文件系统通过switch root.service切换到启动主机系统的rootfs文件系统，开始运行主机系统Qemu，由Qemu执行虚拟系统镜像的启动。
本实施例通过定制临时根文件系统进行多桌面架构的融合，让临时根文件系统启动桌面服务获取用户对不同桌面架构的选择，并且让临时根文件系统根据用户的选择执行不同的系统启动步骤，可以无需过多修改内存文件系统即可实现不同桌面架构的切换，修改后的内存文件系统也不会很庞大。
实施例2
如图2所示，图2为实施例2的一种融合多桌面架构的系统启动方法流程图。本实施例所提供的融合多桌面架构的系统启动方法是对实施例1的进一步细化，具体包括：
S201.运行bootloader程序引导启动内核，通过内核引导启动临时根文件系统。
linux系统中对于临时根文件系统的启动，是在设备上电开机后，通过bootloader程序引导内核启动，继而通过内核引导临时根文件系统启动。bootloader程序是设备上电后执行的第一个程序。
具体地，以临时根文件系统为intramfs文件系统为例，在设备上电开机后，运行bootloader程序并显示bootloader界面，在bootloader界面上可以配置一些启动参数。bootloader程序具体可以是grub程序，由grub程序引导启动内核。内核启动时，根据内核命令行中root参数设置intramfs文件系统，启动该intramfs文件系统，该intramfs文件系统全部运行在内存中。
S202.运行临时根文件系统的systemd程序，以启动dracut服务。
在很多linux发行版本都在系统启动中使用了dracut服务。临时根文件系统的systemd程序运行后，dracut服务框架中的脚本就会开始运行起来。
具体地，在临时根文件系统的systemd程序运行后，dracut-cmdline.service会解析内核启动参数，确定内存文件系统、设备、服务等。dracut是基于udev事件驱动的，在systemd程序初始化各种服务阶段，各种设备是都没有加载的，比如磁盘设置/dev/sda等。dracut服务通过“udevadmsettle”命令接受udev设备事件，并将设备挂载起来。
S203.通过dracut服务挂载内存文件系统、处理设备事件和管理初始化服务。
dracut服务框架中的脚本运行后，会完成内存文件系统的挂载、处理好设备事件以及服务管理，为桌面服务的启动做好准备。
S204.在内存文件系统和设备处于就绪状态后，通过临时根文件系统的systemd程序启动桌面服务。
内存文件系统和设备处于就绪状态，表明启动桌面服务所需的条件已具备，可以通过临时根文件系统systemd程序进行启动。可以理解的是，内存文件系统和设备可以只是启动桌面服务所必须的，也可以还有其他所要依赖的。
S205.利用桌面服务显示图形化用户界面，获取用户在图形化用户界面上对第一桌面架构和第二桌面架构的选择。
图形化用户界面可以与用户形成直观简捷的交互，用户可以在图形化用户界面上选择启动第一桌面架构或启动第二桌面架构。在图形化用户界面除了有不同的桌面架构选择功能外，还可以有系统状态，设备状态等状态提示功能。
在获取到第一桌面架构被选择时，执行以下步骤：
S206.通过桌面服务远程获取虚拟系统镜像，并在获取到虚拟系统镜像后，关闭桌面服务。
当用户选择第一桌面架构，桌面服务可以从远程服务器端拉取第一桌面架构的虚拟系统镜像，完成拉取后，桌面服务即可退出。
S207.通过临时根文件系统执行虚拟系统镜像的启动。
在获取到虚拟系统镜像后，可以继续通过临时根文件系统完成虚拟系统镜像的启动。
具体地，临时根文件系统的systemd程序通过kexec命令执行虚拟系统镜像的启动。
在获取到第二桌面架构被选择时，执行以下步骤：
S206’.关闭桌面服务。
当用户选择第二桌面架构，桌面服务以完成自身任务可以退出。
S207’.判断是否有依赖服务正在运行。
dracut服务框架在运行过程中，判断临时根文件系统的systemd程序是否还有依赖服务没有运行完成，从而判断当前是否可以从临时根文件系统切换至正式根文件系统。
S208’.若判断没有依赖服务正在运行，则从临时根文件系统切换至正式根文件系统。
若临时根文件系统的systemd程序没有依赖服务正在运行，则可以从临时根文件系统切换至正式根文件系统；若临时根文件系统的systemd程序还有依赖服务在运行，则会持续运行临时根文件系统，而不会切换到正式根文件系统。
S209’.通过正式根文件系统启动主机系统，并通过主机系统中的模拟处理器执行虚拟系统镜像的启动。
具体地，通过正式根文件系统的systemd程序启动主机系统，然后由正式根文件系统的systemd程序拉起模拟处理器，模拟处理器执行虚拟系统镜像的启动。
本实施例利用临时根文件系统进行多桌面架构的融合，让临时根文件系统启动桌面服务获取用户对不同桌面架构的选择，并且让临时根文件系统根据用户的选择执行不同的系统启动步骤，可以无需过多修改内存文件系统即可实现不同桌面架构的切换，修改后的内存文件系统也不会很庞大。而且，临时根文件系统中的dracut服务，让不同桌面架构的切换过程可靠性更高。
实施例3
基于与实施例1、实施例2相同的发明构思，本实施例提供一种融合多桌面架构的系统启动装置。如图3所示，图3为实施例3的一种融合多桌面架构的系统启动装置组成框图，其包括：
桌面服务启动模块310，用于启动临时根文件系统，通过临时根文件系统启动桌面服务；
获取架构选择模块320，用于利用桌面服务获取用户对第一桌面架构和第二桌面架构的选择；
第一启动模块330，用于在获取架构选择模块320获取到第一桌面架构被选择时，通过临时根文件系统执行虚拟系统镜像的启动；
第二启动模块340，用于在获取架构选择模块320获取到第二桌面架构被选择时，从临时根文件系统切换至正式根文件系统，通过正式根文件系统启动主机系统，并通过主机系统中的模拟处理器执行虚拟系统镜像的启动。
可选地，本实施例所提供的系统启动装置还包括：
系统镜像获取模块350，用于在第一启动模块330通过临时根文件系统执行虚拟系统镜像的启动之前，通过桌面服务远程获取虚拟系统镜像，并在获取到虚拟系统镜像后，关闭桌面服务。
可选地，第一启动模块330，具体用于在获取架构选择模块320获取到第一桌面架构被选择时，通过临时根文件系统的systemd程序并利用kexec工具执行虚拟系统镜像的启动。
可选地，第二启动模块340，还用于在从临时根文件系统切换至正式根文件系统之前，关闭桌面服务。
可选地，第二启动模块340包括：
文件切换单元342，用于在获取架构选择模块320获取到第二桌面架构被选择时，从临时根文件系统切换至正式根文件系统；
模拟启动单元343，用于运行正式根文件系统的systemd程序，以启动主机系统中的模拟处理器；
镜像启动单元344，用于通过模拟处理器执行虚拟系统镜像的启动。
可选地，第二启动模块340还包括：
运行判断单元341，用于判断是否有依赖服务正在运行；
文件切换单元342，具体用于在获取架构选择模块320获取到第二桌面架构被选择时，并且运行判断单元341判断没有依赖服务运行时，从临时根文件系统切换至正式根文件系统。
可选地，桌面服务启动模块310包括：
临时根启动单元311，用于启动临时根文件系统；
dracut服务启动单元312，用于运行临时根文件系统的systemd程序，以启动dracut服务，通过dracut服务挂载内存文件系统、处理设备事件和管理初始化服务；
桌面服务启动单元313，用于在内存文件系统和设备处于就绪状态后，通过systemd程序启动桌面服务。
可选地，获取架构选择模块320包括：
界面显示单元321，用于利用桌面服务显示图形化用户界面；
选择获取单元322，用于获取用户在图形化用户界面上对第一桌面架构和第二桌面架构的选择。
可选地，本实施例所提供的系统启动装置还包括：
状态显示模块360，用于在图形化用户界面上显示系统状态和/或设备状态。
本实施例还提供一种计算机设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例1或实施例2所述方法的步骤。
本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如实施例1或实施例2所述方法的步骤。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种融合多桌面架构的系统启动方法，其特征在于，包括：
启动临时根文件系统，通过所述临时根文件系统启动桌面服务；
利用所述桌面服务获取用户对第一桌面架构和第二桌面架构的选择；
在获取到所述第一桌面架构被选择时，通过所述临时根文件系统执行虚拟系统镜像的启动；
在获取到所述第二桌面架构被选择时，从所述临时根文件系统切换至正式根文件系统，通过所述正式根文件系统启动主机系统，并通过主机系统中的模拟处理器执行虚拟系统镜像的启动。
2.根据权利要求1所述的融合多桌面架构的系统启动方法，其特征在于，在通过所述临时根文件系统执行虚拟系统镜像的启动之前，还包括：
通过所述桌面服务远程获取虚拟系统镜像，并在获取到所述虚拟系统镜像后，关闭所述桌面服务。
3.根据权利要求1所述的融合多桌面架构的系统启动方法，其特征在于，通过所述临时根文件系统执行虚拟系统镜像的启动，包括：
通过所述临时根文件系统的systemd程序并利用kexec工具执行所述虚拟系统镜像的启动。
4.根据权利要求1所述的融合多桌面架构的系统启动方法，其特征在于，在从所述临时根文件系统切换至正式根文件系统之前，还包括：
关闭所述桌面服务。
5.根据权利要求1所述的融合多桌面架构的系统启动方法，其特征在于，从所述临时根文件系统切换至正式根文件系统，包括：
判断是否有依赖服务正在运行；
若否，则从所述临时根文件系统切换至正式根文件系统。
6.根据权利要求1所述的融合多桌面架构的系统启动方法，其特征在于，通过主机系统中的模拟处理器执行虚拟系统镜像的启动，包括：
运行所述正式根文件系统的systemd程序，以启动主机系统中的模拟处理器；
通过所述模拟处理器执行虚拟系统镜像的启动。
7.根据权利要求1所述的融合多桌面架构的系统启动方法，其特征在于，通过所述临时根文件系统启动桌面服务，包括：
运行所述临时根文件系统的systemd程序，以启动dracut服务；
通过所述dracut服务挂载内存文件系统、处理设备事件和管理初始化服务；
在所述内存文件系统和所述设备处于就绪状态后，通过所述systemd程序启动桌面服务。
8.一种融合多桌面架构的系统启动装置，其特征在于，包括：
桌面服务启动模块，用于在临时根文件系统启动后，通过所述临时根文件系统启动桌面服务；
获取架构选择模块，用于利用所述桌面服务获取用户对第一桌面架构和第二桌面架构的选择；
第一启动模块，用于在获取到所述第一桌面架构被选择时，通过所述临时根文件系统执行虚拟系统镜像的启动；
第二启动模块，用于在获取到所述第二桌面架构被选择时，从所述临时根文件系统切换至正式根文件系统，通过所述正式根文件系统启动主机系统，并通过主机系统中的模拟处理器执行虚拟系统镜像的启动。
9.一种计算机设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116775223A (zh) * 2023-08-18 2023-09-19 西安雷风电子科技有限公司 一种idv和vdi虚拟桌面融合使用的方法

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